JPH10148592A - 圧力検出器の製造方法 - Google Patents
圧力検出器の製造方法Info
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- JPH10148592A JPH10148592A JP31221597A JP31221597A JPH10148592A JP H10148592 A JPH10148592 A JP H10148592A JP 31221597 A JP31221597 A JP 31221597A JP 31221597 A JP31221597 A JP 31221597A JP H10148592 A JPH10148592 A JP H10148592A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧力測定の精度を高めることができる圧力検
出器の製造方法を提供すること。 【解決手段】 単結晶シリコン基板３に凹部１、９を形
成し、その上に多結晶シリコン１５を形成し、凹部１、
９以外の多結晶シリコン１５に不純物Ｂ+ を導入し、こ
の多結晶シリコン１５を挟んでシリコン基板１６を貼り
合わせる。そして、単結晶シリコン基板３を薄肉化する
ことにより、凹部１、９に基づき受圧ダイヤフラムの膜
厚を画定すると共に凹部９の所定部分を単結晶シリコン
基板３に開口する。最後に、この開口部分より、多結晶
シリコン１５の不純物Ｂ+ を導入した領域を非エッチン
グ壁として凹部１、９内の多結晶シリコン１５をエッチ
ング除去する。以上の方法により圧力検出器を得る。
出器の製造方法を提供すること。 【解決手段】 単結晶シリコン基板３に凹部１、９を形
成し、その上に多結晶シリコン１５を形成し、凹部１、
９以外の多結晶シリコン１５に不純物Ｂ+ を導入し、こ
の多結晶シリコン１５を挟んでシリコン基板１６を貼り
合わせる。そして、単結晶シリコン基板３を薄肉化する
ことにより、凹部１、９に基づき受圧ダイヤフラムの膜
厚を画定すると共に凹部９の所定部分を単結晶シリコン
基板３に開口する。最後に、この開口部分より、多結晶
シリコン１５の不純物Ｂ+ を導入した領域を非エッチン
グ壁として凹部１、９内の多結晶シリコン１５をエッチ
ング除去する。以上の方法により圧力検出器を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧力検出器およびそ
の製造方法に関するものであり、例えば、基準圧力室を
有する圧力検出器およびその製造方法に用いられるもの
である。
の製造方法に関するものであり、例えば、基準圧力室を
有する圧力検出器およびその製造方法に用いられるもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、センサチップに基準圧力室を有す
る圧力センサとして、例えば特開平１−１３６０４３号
公報に開示されたものがある。この公報では、圧力を受
ける受圧ダイヤフラムが窒化シリコン膜で形成されてお
り、また歪みゲージは多結晶膜で形成されている。
る圧力センサとして、例えば特開平１−１３６０４３号
公報に開示されたものがある。この公報では、圧力を受
ける受圧ダイヤフラムが窒化シリコン膜で形成されてお
り、また歪みゲージは多結晶膜で形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが上述した従来
のものでは、受圧ダイヤフラムが窒化シリコン膜で形成
されているために、温度特性によるバラツキが大きくな
ったり、経時変化等が発生したりして、圧力測定を精度
良く行うことができないという問題がある。また、歪み
ゲージ素子がポリシリコンで形成されているので、歪み
ゲージ素子の出力信号レベルが小さいものとなってしま
い、高感度に働き難いという問題がある。
のものでは、受圧ダイヤフラムが窒化シリコン膜で形成
されているために、温度特性によるバラツキが大きくな
ったり、経時変化等が発生したりして、圧力測定を精度
良く行うことができないという問題がある。また、歪み
ゲージ素子がポリシリコンで形成されているので、歪み
ゲージ素子の出力信号レベルが小さいものとなってしま
い、高感度に働き難いという問題がある。
【０００４】そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされ
たものであり、圧力測定の精度を高めることができる圧
力検出器の製造方法を提供することを第１の目的とす
る。そして、更に高感度な圧力検出器の製造方法を提供
することを第２の目的とする。
たものであり、圧力測定の精度を高めることができる圧
力検出器の製造方法を提供することを第１の目的とす
る。そして、更に高感度な圧力検出器の製造方法を提供
することを第２の目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのため本発明は、請求
項１記載の発明においては、単結晶で形成された第１基
板表面に凹部を形成する工程と、前記凹部を含む前記第
１基板表面に多結晶膜を形成する工程と、少なくとも前
記凹部内の多結晶膜を残して前記第１基板表面の多結晶
膜に高濃度不純物を導入して高濃度領域を形成する工程
と、この高濃度領域を含む前記多結晶膜を挟んで前記第
１基板と第２基板を貼り合わせる工程と、前記第１基板
裏面を薄肉化して前記凹部に基づき受圧ダイヤフラムの
膜厚を画定すると共に前記凹部の所定部分を前記第１基
板裏面側に開口する工程と、この開口した前記凹部の所
定部分よりエッチング液を導入して、前記高濃度領域を
非エッチング壁として前記凹部内の前記多結晶膜をエッ
チング除去する工程と、を有することを特徴とする。
項１記載の発明においては、単結晶で形成された第１基
板表面に凹部を形成する工程と、前記凹部を含む前記第
１基板表面に多結晶膜を形成する工程と、少なくとも前
記凹部内の多結晶膜を残して前記第１基板表面の多結晶
膜に高濃度不純物を導入して高濃度領域を形成する工程
と、この高濃度領域を含む前記多結晶膜を挟んで前記第
１基板と第２基板を貼り合わせる工程と、前記第１基板
裏面を薄肉化して前記凹部に基づき受圧ダイヤフラムの
膜厚を画定すると共に前記凹部の所定部分を前記第１基
板裏面側に開口する工程と、この開口した前記凹部の所
定部分よりエッチング液を導入して、前記高濃度領域を
非エッチング壁として前記凹部内の前記多結晶膜をエッ
チング除去する工程と、を有することを特徴とする。
【０００６】また、請求項２記載の発明においては、請
求項１記載の発明において、前記第１基板裏面を薄肉化
する工程と前記多結晶膜をエッチング除去する工程との
間に、前記第１基板の表面の所望位置に単結晶からなる
歪み検出素子を設ける工程を有することを特徴とする。
また、請求項３記載の発明においては、単結晶で形成さ
れた第１基板表面に受圧ダイヤフラム用の空洞領域とこ
の空洞領域よりも深い前記受圧ダイヤフラムの膜厚を規
定する凹部とを形成する工程と、前記空洞領域と前記凹
部とを連通する連通路を形成する工程と、前記空洞領域
及び前記凹部及び前記連通路の表面に絶縁膜を形成する
工程と、前記空洞領域及び前記凹部及び前記連通路及び
前記第１基板表面に多結晶膜を形成する工程と、少なく
とも前記空洞領域内及び前記凹部内及び前記連通路内の
多結晶膜を残して前記第１基板表面の多結晶膜に高濃度
不純物を導入して高濃度領域を形成する工程と、この高
濃度領域を含む前記多結晶膜を挟んで前記第１基板と第
２基板を貼り合わせる工程と、前記第１基板裏面より、
前記凹部に形成された絶縁膜が露出するまで前記第１基
板裏面を研磨する工程と、前記凹部に形成された前記絶
縁膜の露出部分を除去しエッチング孔を露出する工程
と、このエッチング孔よりエッチング液を導入して、前
記高濃度領域を非エッチング壁として前記空洞領域内及
び前記凹部内及び前記連通路内の前記多結晶膜をエッチ
ング除去する工程と、前記エッチング孔を封止する工程
とを有することを特徴とする。
求項１記載の発明において、前記第１基板裏面を薄肉化
する工程と前記多結晶膜をエッチング除去する工程との
間に、前記第１基板の表面の所望位置に単結晶からなる
歪み検出素子を設ける工程を有することを特徴とする。
また、請求項３記載の発明においては、単結晶で形成さ
れた第１基板表面に受圧ダイヤフラム用の空洞領域とこ
の空洞領域よりも深い前記受圧ダイヤフラムの膜厚を規
定する凹部とを形成する工程と、前記空洞領域と前記凹
部とを連通する連通路を形成する工程と、前記空洞領域
及び前記凹部及び前記連通路の表面に絶縁膜を形成する
工程と、前記空洞領域及び前記凹部及び前記連通路及び
前記第１基板表面に多結晶膜を形成する工程と、少なく
とも前記空洞領域内及び前記凹部内及び前記連通路内の
多結晶膜を残して前記第１基板表面の多結晶膜に高濃度
不純物を導入して高濃度領域を形成する工程と、この高
濃度領域を含む前記多結晶膜を挟んで前記第１基板と第
２基板を貼り合わせる工程と、前記第１基板裏面より、
前記凹部に形成された絶縁膜が露出するまで前記第１基
板裏面を研磨する工程と、前記凹部に形成された前記絶
縁膜の露出部分を除去しエッチング孔を露出する工程
と、このエッチング孔よりエッチング液を導入して、前
記高濃度領域を非エッチング壁として前記空洞領域内及
び前記凹部内及び前記連通路内の前記多結晶膜をエッチ
ング除去する工程と、前記エッチング孔を封止する工程
とを有することを特徴とする。
【０００７】また、請求項４記載の発明においては、請
求項３記載の発明において、前記第１基板裏面を研磨す
る工程と前記多結晶膜をエッチング除去する工程との間
に、前記形成した空洞領域上の前記第１基板の表面に単
結晶からなる歪み検出素子を設ける工程を有することを
特徴とする。また、請求項５記載の発明においては、請
求項３又は４記載の発明において、前記封止工程におい
て前記エッチング孔はパッシベーション膜又はＣＶＤ膜
で封止されることを特徴とする。
求項３記載の発明において、前記第１基板裏面を研磨す
る工程と前記多結晶膜をエッチング除去する工程との間
に、前記形成した空洞領域上の前記第１基板の表面に単
結晶からなる歪み検出素子を設ける工程を有することを
特徴とする。また、請求項５記載の発明においては、請
求項３又は４記載の発明において、前記封止工程におい
て前記エッチング孔はパッシベーション膜又はＣＶＤ膜
で封止されることを特徴とする。
【０００８】また、請求項６記載の発明においては、請
求項３乃至５記載の発明において、前記封止工程は前記
貼り付合わせ工程後の空洞領域が基準圧となる状態で行
われること特徴とする。また、請求項７記載の発明にお
いては、請求項６記載の発明において、前記基準圧は真
空であることを特徴とする。
求項３乃至５記載の発明において、前記封止工程は前記
貼り付合わせ工程後の空洞領域が基準圧となる状態で行
われること特徴とする。また、請求項７記載の発明にお
いては、請求項６記載の発明において、前記基準圧は真
空であることを特徴とする。
【０００９】また、請求項８記載の発明においては、請
求項１乃至７記載の発明において、前記第１基板と前記
第２基板の間に絶縁膜を介して前記第１基板と前記第２
基板を貼り合わせることを特徴とする。以上述べたよう
に、請求項１、３記載の発明においては、受圧ダイヤフ
ラムは単結晶で形成されているために、温度特性による
バラツキが極力抑えられ、経時変化等が発生し難いので
圧力測定の精度を高めることができるという優れた効果
がある。
求項１乃至７記載の発明において、前記第１基板と前記
第２基板の間に絶縁膜を介して前記第１基板と前記第２
基板を貼り合わせることを特徴とする。以上述べたよう
に、請求項１、３記載の発明においては、受圧ダイヤフ
ラムは単結晶で形成されているために、温度特性による
バラツキが極力抑えられ、経時変化等が発生し難いので
圧力測定の精度を高めることができるという優れた効果
がある。
【００１０】また、請求項２、４記載の発明のように第
１基板の表面の所望位置に単結晶からなる歪みゲージ素
子を形成するようにしているので、出力信号レベルが大
きくなり、よって圧力検出器を高感度に働かせて圧力を
測定することができるという優れた効果がある。また、
請求項５記載の発明のように、請求項３又は４記載の発
明において、封止工程においてエッチング孔はパッシベ
ーション膜又はＣＶＤ膜で封止されるようにするとよ
く、また、請求項６記載の発明のように、請求項３乃至
５の何れかに記載の発明において、封止工程は貼り付合
わせ工程後の空洞領域が基準圧となる状態で行われるよ
うにするとよく、また、請求項７記載の発明のように、
請求項６記載の発明において、基準圧を真空とするとよ
く、また、請求項８記載の発明のように、請求項１乃至
７のいずれかに記載の発明において、第１基板と第２基
板の間に絶縁膜を介して第１基板と第２基板を貼り合わ
せるようにすれば、第２基板に対し受圧ダイヤフラムを
好適に絶縁分離することができる。
１基板の表面の所望位置に単結晶からなる歪みゲージ素
子を形成するようにしているので、出力信号レベルが大
きくなり、よって圧力検出器を高感度に働かせて圧力を
測定することができるという優れた効果がある。また、
請求項５記載の発明のように、請求項３又は４記載の発
明において、封止工程においてエッチング孔はパッシベ
ーション膜又はＣＶＤ膜で封止されるようにするとよ
く、また、請求項６記載の発明のように、請求項３乃至
５の何れかに記載の発明において、封止工程は貼り付合
わせ工程後の空洞領域が基準圧となる状態で行われるよ
うにするとよく、また、請求項７記載の発明のように、
請求項６記載の発明において、基準圧を真空とするとよ
く、また、請求項８記載の発明のように、請求項１乃至
７のいずれかに記載の発明において、第１基板と第２基
板の間に絶縁膜を介して第１基板と第２基板を貼り合わ
せるようにすれば、第２基板に対し受圧ダイヤフラムを
好適に絶縁分離することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
に基づいて説明する。図１は一実施形態を表す圧力検出
器の断面図であり、図２は上記圧力検出器の平面図であ
る。なお、図２におけるＡ−Ａ´断面が図１に示す断面
図に相当している。
に基づいて説明する。図１は一実施形態を表す圧力検出
器の断面図であり、図２は上記圧力検出器の平面図であ
る。なお、図２におけるＡ−Ａ´断面が図１に示す断面
図に相当している。
【００１２】図１において、シリコン基板１６上には酸
化膜８、酸化膜２が順次形成されており、この酸化膜２
上には、単結晶シリコン３、基準圧力室１が形成されて
いる。この基準圧力室１内は真空状態もしくは所定ガス
による充満状態となっており、単結晶シリコン３および
パッシベーション膜５により封入されている。
化膜８、酸化膜２が順次形成されており、この酸化膜２
上には、単結晶シリコン３、基準圧力室１が形成されて
いる。この基準圧力室１内は真空状態もしくは所定ガス
による充満状態となっており、単結晶シリコン３および
パッシベーション膜５により封入されている。
【００１３】基準圧力室１上には、受圧ダイヤフラム２
１が形成されており、その内部の所定部には、歪みゲー
ジ素子であるピエゾ抵抗素子６が形成されている。そし
て、ピエゾ抵抗素子６が圧力を検出した場合には、検出
信号はＡｌ配線層７を介して外部に設けられたＣＰＵ等
の信号処理回路に出力される。また、パッシベーション
膜５と単結晶シリコン３との間には、酸化膜４が形成さ
れている。なお、ピエゾ抵抗素子６は受圧ダイヤフラム
２１の内部に設ける必要はない。
１が形成されており、その内部の所定部には、歪みゲー
ジ素子であるピエゾ抵抗素子６が形成されている。そし
て、ピエゾ抵抗素子６が圧力を検出した場合には、検出
信号はＡｌ配線層７を介して外部に設けられたＣＰＵ等
の信号処理回路に出力される。また、パッシベーション
膜５と単結晶シリコン３との間には、酸化膜４が形成さ
れている。なお、ピエゾ抵抗素子６は受圧ダイヤフラム
２１の内部に設ける必要はない。
【００１４】上記構成を有する圧力検出器は、実際には
図２に示すような形態となっている。すなわち、基準圧
力室１上には４つのピエゾ抵抗素子６が形成され、基準
圧力室１の周囲には、この圧力検出器を製造する過程で
利用したエッチング孔９およびエッチング液導入路１２
が形成され、各々は上述したパッシベーション膜５（図
１）により埋め込まれている。
図２に示すような形態となっている。すなわち、基準圧
力室１上には４つのピエゾ抵抗素子６が形成され、基準
圧力室１の周囲には、この圧力検出器を製造する過程で
利用したエッチング孔９およびエッチング液導入路１２
が形成され、各々は上述したパッシベーション膜５（図
１）により埋め込まれている。
【００１５】このように、本実施形態における圧力検出
器は、受圧ダイヤフラムが単結晶シリコンで形成されて
いるので、温度特性によるバラツキや経時変化を極力抑
えることができる。さらに、歪みゲージ素子は単結晶シ
リコンにより形成されているので、検出信号レベルが大
きく、高感度に圧力を測定することができる。次に、上
述した図１に示す圧力検出器の第１の製造方法による製
造手順を図３（ａ）〜（ｊ）を用いて説明する。なお、
図３（ａ）〜（ｊ）は、製造工程順に示した上記圧力検
出器の断面図である。
器は、受圧ダイヤフラムが単結晶シリコンで形成されて
いるので、温度特性によるバラツキや経時変化を極力抑
えることができる。さらに、歪みゲージ素子は単結晶シ
リコンにより形成されているので、検出信号レベルが大
きく、高感度に圧力を測定することができる。次に、上
述した図１に示す圧力検出器の第１の製造方法による製
造手順を図３（ａ）〜（ｊ）を用いて説明する。なお、
図３（ａ）〜（ｊ）は、製造工程順に示した上記圧力検
出器の断面図である。
【００１６】（ダイヤフラム形成工程）まず図３（ａ）
に示すように、単結晶シリコン３上にレジスト膜１０を
塗布し、その後、エッチングによりエッチング孔９の原
型が形成される。この工程で行うエッチング量は、結果
的には受圧ダイヤフラムの膜厚に相当することになる。
しかもこのエッチング量は非常に小さいため、ドライエ
ッチングを用いることができ、容易に精密なエッチング
制御を行うことができる。そして、この実施形態ではエ
ッチング量１μｍとしている。なお、このダイヤフラム
形成工程が第１工程に相当している。
に示すように、単結晶シリコン３上にレジスト膜１０を
塗布し、その後、エッチングによりエッチング孔９の原
型が形成される。この工程で行うエッチング量は、結果
的には受圧ダイヤフラムの膜厚に相当することになる。
しかもこのエッチング量は非常に小さいため、ドライエ
ッチングを用いることができ、容易に精密なエッチング
制御を行うことができる。そして、この実施形態ではエ
ッチング量１μｍとしている。なお、このダイヤフラム
形成工程が第１工程に相当している。
【００１７】（基準圧力室形成工程）次に図３（ｂ）に
示すように、レジスト膜１０を除去した後、再びレジス
ト膜１１を塗布して、さらに１μｍのエッチング量でエ
ッチングを行う。この工程により、基準圧力室１の原型
の形成される。 （エッチング液導入路形成工程）次に図３（ｃ）に示す
ように、レジスト膜１１を除去した後、さらにレジスト
膜１３を塗布して、０．５μｍのエッチング量でパター
ニングを行う。
示すように、レジスト膜１０を除去した後、再びレジス
ト膜１１を塗布して、さらに１μｍのエッチング量でエ
ッチングを行う。この工程により、基準圧力室１の原型
の形成される。 （エッチング液導入路形成工程）次に図３（ｃ）に示す
ように、レジスト膜１１を除去した後、さらにレジスト
膜１３を塗布して、０．５μｍのエッチング量でパター
ニングを行う。
【００１８】この工程により、エッチング液導入路１２
が形成される。この段階で、エンチング液導入路１２の
深さは０．５μｍ、基準圧力室１の深さは、１．５μ
ｍ、およびエッチング孔９の深さは２．５μｍとなって
いる。なお、上述した基準圧力形成工程およびこのエッ
チング液導入路形成工程が第２工程に相当している。
が形成される。この段階で、エンチング液導入路１２の
深さは０．５μｍ、基準圧力室１の深さは、１．５μ
ｍ、およびエッチング孔９の深さは２．５μｍとなって
いる。なお、上述した基準圧力形成工程およびこのエッ
チング液導入路形成工程が第２工程に相当している。
【００１９】（酸化膜形成工程）次に図３（ｄ）に示す
ように、後工程でエッチング液を入れた際に、受圧ダイ
ヤフラムの膜厚が薄くなり過ぎるのを防止し、しかも後
工程で行われる研磨の際にストッパの役割を果たさせる
為に、熱酸化処理を行って、酸化膜１４を１０００
ように、後工程でエッチング液を入れた際に、受圧ダイ
ヤフラムの膜厚が薄くなり過ぎるのを防止し、しかも後
工程で行われる研磨の際にストッパの役割を果たさせる
為に、熱酸化処理を行って、酸化膜１４を１０００
【００２０】
【外１】
【００２１】の膜厚で形成する。なお、この酸化膜形成
工程が第３工程に相当している。 （多結晶膜堆積工程）次に図３（ｅ）に示すように、酸
化膜１４上に多結晶シリコン１５を堆積させ、この多結
晶シリコン１５を酸化膜１４表面に約５０００
工程が第３工程に相当している。 （多結晶膜堆積工程）次に図３（ｅ）に示すように、酸
化膜１４上に多結晶シリコン１５を堆積させ、この多結
晶シリコン１５を酸化膜１４表面に約５０００
【００２２】
【外２】
【００２３】残すようにして研磨し、その後、図３
（ｆ）に示すように、熱酸化処理を施して酸化膜２を形
成する。この時、単結晶シリコン３表面の酸化膜１４に
多結晶シリコン１５の酸化膜２が到達するまで、熱酸化
処理を施している。この結果、酸化膜２の膜厚は１μｍ
程度になる。
（ｆ）に示すように、熱酸化処理を施して酸化膜２を形
成する。この時、単結晶シリコン３表面の酸化膜１４に
多結晶シリコン１５の酸化膜２が到達するまで、熱酸化
処理を施している。この結果、酸化膜２の膜厚は１μｍ
程度になる。
【００２４】（貼り合わせ工程）次に図３（ｇ）に示す
ように、膜厚１μｍ程度の酸化膜８を表面に有するシリ
コン基板１６と、上記工程を経た単結晶シリコン３とを
ウェハ直接接合によって貼り合わせる。続いて、エッチ
ング孔９（図３（ｃ））の部分に形成された酸化膜１４
が露出するまで研磨を行う。
ように、膜厚１μｍ程度の酸化膜８を表面に有するシリ
コン基板１６と、上記工程を経た単結晶シリコン３とを
ウェハ直接接合によって貼り合わせる。続いて、エッチ
ング孔９（図３（ｃ））の部分に形成された酸化膜１４
が露出するまで研磨を行う。
【００２５】この時、表面研磨は選択研磨を用いること
により、酸化膜１４が露出した時点で研磨が停止するよ
うにすれば、受圧ダイヤフラム２１は所望の膜厚とな
る。なお、この貼り合わせ工程が第４工程および第５工
程に相当している。 （ピエゾ抵抗素子形成工程）次に図３（ｈ）に示すよう
に、通常のＩＣ製造プロセスを用いて、基準圧力室１上
にピエゾ抵抗素子６と、酸化膜４とを形成する。
により、酸化膜１４が露出した時点で研磨が停止するよ
うにすれば、受圧ダイヤフラム２１は所望の膜厚とな
る。なお、この貼り合わせ工程が第４工程および第５工
程に相当している。 （ピエゾ抵抗素子形成工程）次に図３（ｈ）に示すよう
に、通常のＩＣ製造プロセスを用いて、基準圧力室１上
にピエゾ抵抗素子６と、酸化膜４とを形成する。
【００２６】（空洞領域形成工程）次に図３（ｉ）に示
すように、エッチング孔９上に形成された酸化膜４をフ
ォトエッチング等により除去し、続いて基準圧力室１内
に形成された多結晶シリコン１５をウェットエッチング
により除去する。そして、さらにウェットエッチングを
行って酸化膜１４を除去する。ここで、酸化膜２の膜厚
は酸化膜１４の膜厚よりも非常に厚く形成されているの
で、酸化膜２は一部は除去されるものの大部分は残った
ままとなる。
すように、エッチング孔９上に形成された酸化膜４をフ
ォトエッチング等により除去し、続いて基準圧力室１内
に形成された多結晶シリコン１５をウェットエッチング
により除去する。そして、さらにウェットエッチングを
行って酸化膜１４を除去する。ここで、酸化膜２の膜厚
は酸化膜１４の膜厚よりも非常に厚く形成されているの
で、酸化膜２は一部は除去されるものの大部分は残った
ままとなる。
【００２７】（封止工程）次に図３（ｊ）に示すよう
に、Ａｌ配線層７をピエゾ抵抗素子６上に形成し、さら
にパッシベーション膜５を堆積して、Ａｌ配線層７を覆
うと共にエッチング孔９をパッシベーション膜５で封止
する。この際、パッシベーション膜５を形成する雰囲気
は真空状態に近いため、基準厚力室は真空状態を保持し
たままエッチング孔９は塞がれる。また、選択性のある
ＣＶＤ（例えば選択タングステンＣＶＤ等）によって、
エッチング孔９を封止してもよい。
に、Ａｌ配線層７をピエゾ抵抗素子６上に形成し、さら
にパッシベーション膜５を堆積して、Ａｌ配線層７を覆
うと共にエッチング孔９をパッシベーション膜５で封止
する。この際、パッシベーション膜５を形成する雰囲気
は真空状態に近いため、基準厚力室は真空状態を保持し
たままエッチング孔９は塞がれる。また、選択性のある
ＣＶＤ（例えば選択タングステンＣＶＤ等）によって、
エッチング孔９を封止してもよい。
【００２８】以上述べたように、受圧ダイヤフラムの膜
厚は初めのエッチング（ダイヤフラム形成工程で行われ
るエッチング）で決定される。しかもそのエッチング量
は非常に小さいために、ドライエッチング等の精密なエ
ッチング制御が行えるエッチング方法を使用するこがで
きる。したがって、受圧ダイヤフラムの膜厚を高精度に
形成することが可能となる。
厚は初めのエッチング（ダイヤフラム形成工程で行われ
るエッチング）で決定される。しかもそのエッチング量
は非常に小さいために、ドライエッチング等の精密なエ
ッチング制御が行えるエッチング方法を使用するこがで
きる。したがって、受圧ダイヤフラムの膜厚を高精度に
形成することが可能となる。
【００２９】また上記製造方法を用いることにより、上
記公報（特開平１−１３６０４３号公報）に開示された
製造工程では実現できない、受圧ダイヤフラムおよび歪
みゲージ素子を単結晶膜にて形成した圧力検出器を製造
することが可能となる。すなわち、上記公報による製造
方法で窒化膜を単結晶膜（例えば単結晶シリコン）に代
用しようとすると、多結晶ポリシリコン膜上に酸化膜を
形成して再結晶成長により単結晶シリコンを形成しなけ
ればならない。しかし、そのためには単結晶シリコンの
シード部が必要となるため、製造工程が増加してしまう
という問題がある。しかも、再結晶成長により構成され
た受圧ダイヤフラムは、機械的強度が低く、随時圧力が
加わる圧力検出器には不向きである。
記公報（特開平１−１３６０４３号公報）に開示された
製造工程では実現できない、受圧ダイヤフラムおよび歪
みゲージ素子を単結晶膜にて形成した圧力検出器を製造
することが可能となる。すなわち、上記公報による製造
方法で窒化膜を単結晶膜（例えば単結晶シリコン）に代
用しようとすると、多結晶ポリシリコン膜上に酸化膜を
形成して再結晶成長により単結晶シリコンを形成しなけ
ればならない。しかし、そのためには単結晶シリコンの
シード部が必要となるため、製造工程が増加してしまう
という問題がある。しかも、再結晶成長により構成され
た受圧ダイヤフラムは、機械的強度が低く、随時圧力が
加わる圧力検出器には不向きである。
【００３０】しかし、上記製造方法により、受圧ダイヤ
フラムおよび歪みゲージ素子を単結晶膜にて形成した圧
力検出器を製造することが可能となる。次に、上記圧力
検出器の第２の製造方法による製造手順について説明す
る。図４（ａ）〜（ｄ）は、製造工程順に示した圧力検
出器の断面図である。なお、この第２の製造方法は、上
記第１の製造方法における図３（ｄ）に示す断面図のよ
うな圧力検出器を形成した後に行われるものである。
フラムおよび歪みゲージ素子を単結晶膜にて形成した圧
力検出器を製造することが可能となる。次に、上記圧力
検出器の第２の製造方法による製造手順について説明す
る。図４（ａ）〜（ｄ）は、製造工程順に示した圧力検
出器の断面図である。なお、この第２の製造方法は、上
記第１の製造方法における図３（ｄ）に示す断面図のよ
うな圧力検出器を形成した後に行われるものである。
【００３１】まず図４（ａ）に示すように、酸化膜１４
上に多結晶シリコン１５を堆積させる。次に図４（ｂ）
に示すように、熱酸化処理を施して単結晶シリコン３の
表面に酸化膜２を形成し、膜厚１μｍ程度の酸化膜８を
表面に有するシリコン基板１６と、上記工程を経た単結
晶シリコン３とをウェハ直接接合によって貼り合わせ
る。
上に多結晶シリコン１５を堆積させる。次に図４（ｂ）
に示すように、熱酸化処理を施して単結晶シリコン３の
表面に酸化膜２を形成し、膜厚１μｍ程度の酸化膜８を
表面に有するシリコン基板１６と、上記工程を経た単結
晶シリコン３とをウェハ直接接合によって貼り合わせ
る。
【００３２】続いて、エッチング孔９（図３（ｃ））の
部分に形成された酸化膜１４が露出するまで、表面研磨
を行う。なお、この時の研磨は、選択研磨を用いること
により酸化膜１４が露出した時点で研磨が停止するよう
になっている。次に図４（ｃ）に示すように、エッチン
グによりトレンチ１７を形成する。このトレンチ１７
は、酸化膜２に達する深さを有している。
部分に形成された酸化膜１４が露出するまで、表面研磨
を行う。なお、この時の研磨は、選択研磨を用いること
により酸化膜１４が露出した時点で研磨が停止するよう
になっている。次に図４（ｃ）に示すように、エッチン
グによりトレンチ１７を形成する。このトレンチ１７
は、酸化膜２に達する深さを有している。
【００３３】次に図４（ｄ）に示すように、単結晶シリ
コン３の表面を酸化させ、酸化膜１８によってトレンチ
１７を埋め込む。そしてこれ以後は、上記一実施形態に
おけるピエゾ抵抗素子形成工程および空洞化工程を経る
ことにより、圧力検出器を製造する。この実施形態にお
ける圧力検出器は、トレンチ１７および酸化膜２により
周囲が囲まれているので、他の領域に対して絶縁分離さ
せることができる。
コン３の表面を酸化させ、酸化膜１８によってトレンチ
１７を埋め込む。そしてこれ以後は、上記一実施形態に
おけるピエゾ抵抗素子形成工程および空洞化工程を経る
ことにより、圧力検出器を製造する。この実施形態にお
ける圧力検出器は、トレンチ１７および酸化膜２により
周囲が囲まれているので、他の領域に対して絶縁分離さ
せることができる。
【００３４】したがって、例えばこの圧力検出器の隣接
領域にトランジスタ等の半導体素子を形成することがで
きる。次に、本発明に係る上記圧力検出器の製造手順に
ついて説明する。図５（ａ）、（ｂ）は、製造工程順に
示した圧力検出器の断面図である。なお、この製造方法
は、上記第１の製造方法における図３（ｄ）に示す断面
図のような圧力検出器を形成した後に行われるものであ
る。
領域にトランジスタ等の半導体素子を形成することがで
きる。次に、本発明に係る上記圧力検出器の製造手順に
ついて説明する。図５（ａ）、（ｂ）は、製造工程順に
示した圧力検出器の断面図である。なお、この製造方法
は、上記第１の製造方法における図３（ｄ）に示す断面
図のような圧力検出器を形成した後に行われるものであ
る。
【００３５】まず図５（ａ）に示すように、酸化膜１４
上に多結晶シリコン１５を堆積させる。続いてその表面
を研磨し、その後レジスト膜１９を塗布する。次に、レ
ジスト膜１９が塗布されていない部分にホウ素（Ｂ+ ）
を高濃度に打ち込んで、高濃度の多結晶シリコン２０を
形成する次に図５（ｄ）に示すように、レジスト膜１９
を除去した後、熱酸化処理を施して単結晶シリコン３の
表面に酸化膜２を形成し、膜厚１μｍ程度の酸化膜８を
表面に有するシリコン基板１６と、上記工程を経た単結
晶シリコン３とをウェハ直接接合によって貼り合わせ
る。
上に多結晶シリコン１５を堆積させる。続いてその表面
を研磨し、その後レジスト膜１９を塗布する。次に、レ
ジスト膜１９が塗布されていない部分にホウ素（Ｂ+ ）
を高濃度に打ち込んで、高濃度の多結晶シリコン２０を
形成する次に図５（ｄ）に示すように、レジスト膜１９
を除去した後、熱酸化処理を施して単結晶シリコン３の
表面に酸化膜２を形成し、膜厚１μｍ程度の酸化膜８を
表面に有するシリコン基板１６と、上記工程を経た単結
晶シリコン３とをウェハ直接接合によって貼り合わせ
る。
【００３６】続いて、エッチング孔９（図３（ｃ））の
部分に形成された酸化膜１４が露出するまで、表面研磨
を行う。なお、この時の研磨は、選択研磨を用いること
により酸化膜１４が露出した時点で研磨が停止するよう
になっている。そしてこれ以後は、上記一実施形態にお
けるピエゾ抵抗素子形成工程および空洞化工程を経るこ
とにより、圧力検出器を製造する。
部分に形成された酸化膜１４が露出するまで、表面研磨
を行う。なお、この時の研磨は、選択研磨を用いること
により酸化膜１４が露出した時点で研磨が停止するよう
になっている。そしてこれ以後は、上記一実施形態にお
けるピエゾ抵抗素子形成工程および空洞化工程を経るこ
とにより、圧力検出器を製造する。
【００３７】この時空洞化工程では、多結晶シリコン１
５および多結晶シリコン２０の濃度差を利用した選択エ
ッチングを行う。これは、高濃度になった多結晶シリコ
ン２０はアルカリエッチング（ＫＯＨ、ＮａＯＨ等）さ
れにくいので、これを利用して多結晶シリコン１５を除
去するものである。この製造方法を用いると、図３
（ｆ）に示す断面図のような圧力検出器を形成する工程
で行われる熱酸化処理の制御が不要となる。
５および多結晶シリコン２０の濃度差を利用した選択エ
ッチングを行う。これは、高濃度になった多結晶シリコ
ン２０はアルカリエッチング（ＫＯＨ、ＮａＯＨ等）さ
れにくいので、これを利用して多結晶シリコン１５を除
去するものである。この製造方法を用いると、図３
（ｆ）に示す断面図のような圧力検出器を形成する工程
で行われる熱酸化処理の制御が不要となる。
【図１】一実施形態を表す圧力検出器の断面図。
【図２】上記一実施形態における圧力検出器の平面図。
【図３】（ａ）〜（ｊ）は、第１の製造方法に沿って製
造工程順に示した上記圧力検出器の断面図。
造工程順に示した上記圧力検出器の断面図。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、第２製造方法に沿って製造
工程順に示した上記圧力検出器の断面図。
工程順に示した上記圧力検出器の断面図。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、第３の製造方法に沿って製
造工程順に示した上記圧力検出器の断面図。
造工程順に示した上記圧力検出器の断面図。
１ 基準圧力室 ３ 単結晶層 ６ ピエゾ抵抗素子（歪みゲージ素子） ２１ 受圧ダイヤフラム
Claims (8)
- 【請求項１】 単結晶で形成された第１基板表面に凹部
を形成する工程と、 前記凹部を含む前記第１基板表面に多結晶膜を形成する
工程と、 少なくとも前記凹部内の多結晶膜を残して前記第１基板
表面の多結晶膜に高濃度不純物を導入して高濃度領域を
形成する工程と、 この高濃度領域を含む前記多結晶膜を挟んで前記第１基
板と第２基板を貼り合わせる工程と、 前記第１基板裏面を薄肉化して前記凹部に基づき受圧ダ
イヤフラムの膜厚を画定すると共に前記凹部の所定部分
を前記第１基板裏面側に開口する工程と、 この開口した前記凹部の所定部分よりエッチング液を導
入して、前記高濃度領域を非エッチング壁として前記凹
部内の前記多結晶膜をエッチング除去する工程と、 を有することを特徴とする圧力検出器の製造方法。 - 【請求項２】 前記第１基板裏面を薄肉化する工程と前
記多結晶膜をエッチング除去する工程との間に、前記第
１基板の表面の所望位置に単結晶からなる歪み検出素子
を設ける工程を有することを特徴とする請求項１に記載
の圧力検出器の製造方法。 - 【請求項３】 単結晶で形成された第１基板表面に受圧
ダイヤフラム用の空洞領域とこの空洞領域よりも深い前
記受圧ダイヤフラムの膜厚を規定する凹部とを形成する
工程と、 前記空洞領域と前記凹部とを連通する連通路を形成する
工程と、 前記空洞領域及び前記凹部及び前記連通路の表面に絶縁
膜を形成する工程と、 前記空洞領域及び前記凹部及び前記連通路及び前記第１
基板表面に多結晶膜を形成する工程と、 少なくとも前記空洞領域内及び前記凹部内及び前記連通
路内の多結晶膜を残して前記第１基板表面の多結晶膜に
高濃度不純物を導入して高濃度領域を形成する工程と、 この高濃度領域を含む前記多結晶膜を挟んで前記第１基
板と第２基板を貼り合わせる工程と、 前記第１基板裏面より、前記凹部に形成された絶縁膜が
露出するまで前記第１基板裏面を研磨する工程と、 前記凹部に形成された前記絶縁膜の露出部分を除去しエ
ッチング孔を露出する工程と、 このエッチング孔よりエッチング液を導入して、前記高
濃度領域を非エッチング壁として前記空洞領域内及び前
記凹部内及び前記連通路内の前記多結晶膜をエッチング
除去する工程と、 前記エッチング孔を封止する工程とを有することを特徴
とする圧力検出器の製造方法。 - 【請求項４】 前記第１基板裏面を研磨する工程と前記
多結晶膜をエッチング除去する工程との間に、前記形成
した空洞領域上の前記第１基板の表面に単結晶からなる
歪み検出素子を設ける工程を有することを特徴とする請
求項３に記載の圧力検出器の製造方法。 - 【請求項５】 前記封止工程において前記エッチング孔
はパッシベーション膜又はＣＶＤ膜で封止される請求項
３又は４に記載の圧力検出器の製造方法。 - 【請求項６】 前記封止工程は前記貼り付合わせ工程後
の空洞領域が基準圧となる状態で行われる請求項３乃至
５の何れかに記載の圧力検出器の製造方法。 - 【請求項７】 前記基準圧は真空である請求項６に記載
の圧力検出器の製造方法。 - 【請求項８】 前記第１基板と前記第２基板の間に絶縁
膜を介して前記第１基板と前記第２基板を貼り合わせる
請求項１乃至７の何れかに記載の圧力検出器の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9312215A JP3055508B2 (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 圧力検出器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9312215A JP3055508B2 (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 圧力検出器の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31009290A Division JP2864723B2 (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | 圧力検出器およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10148592A true JPH10148592A (ja) | 1998-06-02 |
| JP3055508B2 JP3055508B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=18026586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9312215A Expired - Lifetime JP3055508B2 (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 圧力検出器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3055508B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101600007B1 (ko) * | 2014-03-24 | 2016-03-04 | 지엘기술주식회사 | 띠철근 고정용 클립 또는 띠철근 고정부재를 이용한 철근콘크리트 수직부재의 내부 띠철근 고정구조 |
| KR101802959B1 (ko) | 2017-08-28 | 2017-11-29 | 김경숙 | 원터치식 고정수단이 일체로 구비된 v형 띠철근 |
| KR102293304B1 (ko) * | 2019-11-05 | 2021-08-25 | (주)하나 | 앵커볼트 고정구 |
-
1997
- 1997-11-13 JP JP9312215A patent/JP3055508B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3055508B2 (ja) | 2000-06-26 |
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